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Stand der Technik
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Die Erfindung geht aus von einem zweikreisigen Fußbremsventil für druckmittelbetätigte Bremsanlagen von Fahrzeugen, mit einem durch ein Druckstück betätigbaren, den Druck in einer ersten, mit wenigstens einem Bremszylinder eines ersten Bremskreises verbundenen Kammer steuernden Kolben und einem in Betätigungsrichtung vom Druck in einer Steuerkammer beaufschlagbaren zweiten Kolben, welcher den Druck in einer zweiten, mit wenigstens einem Bremszylinder eines zweiten Bremskreises verbundenen Kammer steuert, wobei die erste Kammer über wenigstens einen Verbindungskanal mit der Steuerkammer des zweiten Kolbens verbunden ist und der erste Kolben ein an einem im Gehäuse gehaltenen Führungselement beweglich geführtes Ventilelement betätigt, gemäß dem Oberbegriff von Anspruch 1.
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Ein gattungsgemäßes zweikreisiges Fußbremsventil ist beispielsweise aus der
DE 38 37 055 C2 bekannt. Dabei ist der Verbindungskanal zwischen der ersten, den ersten Kolben steuernden Kammer des ersten Bremskreises und der Steuerkammer des den zweiten Bremskreis steuernden zweiten Kolbens in einer Wandung des Gehäuses des Ventils ausgebildet (dort Bohrung
65). Nachteilig hierbei ist, dass der Verbindungskanal im Gehäuse nur mit einem relativ hohen Aufwand zu fertigen ist. Bei einem in der Regel mehrteiligen Gehäuse sind insbesondere mehrere Trennfugen abzudichten, die hohen Qualitätsanforderungen genügen müssen.
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Der vorliegenden Erfindung liegt deshalb die Aufgabe zugrunde, ein zweikreisiges Fußbremsventil der eingangs beschriebenen Art derart weiter zu entwickeln, dass es einfacher und kostengünstiger zu fertigen ist.
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Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch die Merkmale von Anspruch 1 gelöst.
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Offenbarung der Erfindung
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Gemäß der Erfindung ist vorgesehen, dass in dem Ventilelement ein Abschnitt und in dem Führungselement ein weiterer Abschnitt des wenigstens einen Verbindungskanals ausgebildet ist. Mit anderen Worten ist dann der wenigstens eine Verbindungskanal nicht mehr in der Wandung des Gehäuses ausgebildet, sondern in vom Gehäuse separaten Bauteilen, in welchen er einfacher zu fertigen ist. Insbesondere befindet sich der Verbindungskanal dann innerhalb einer radial inneren Umfangsfläche einer zentralen Bohrung des Gehäuses.
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Gegenüber der Wandung des Gehäuses ist der Verbindungskanal viel einfacher in dem Ventilelement bzw. in dem Führungselement für das Ventilelement auszubilden, weil das Ventilelement und das Führungselement gegenüber dem Gehäuse separate Bauteile darstellen und in der Regel auch nicht mehrteilig wie jenes ausgeführt ist. Dadurch entstehen weiniger Fertigungskosten.
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Durch die in den Unteransprüchen aufgeführten Maßnahmen sind vorteilhafte Weiterbildungen und Verbesserungen der in den unabhängigen Ansprüchen angegebenen Erfindung möglich.
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Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform sind die Abschnitte des Verbindungskanals in dem Ventilelement und in dem Führungselement jeweils als koaxialer, in Umfangsrichtung durch radiale Stege durchbrochener Ringkanal ausgebildet.
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Gemäß einer Weiterbildung ist ein Abschnitt eines zentralen Entlüftungskanals in dem Ventilelement und ein weiterer Abschnitt in dem Führungselement ausgebildet, wobei die Abschnitte koaxial mit dem Ringkanal sind, welcher sie umschließt.
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Für einen Übergang und Anschluss der Abschnitte des Verbindungskanals untereinander und der Abschnitte des Entlüftungskanals untereinander und für eine gleitende Führung des Ventilelements an dem Führungselement greift das Ventilelement bevorzugt überlappend und gleitend in das Führungselement ein. Somit erfüllt diese gleitende Überlappung des Ventilelements mit dem Führungselement eine vorteilhafte Doppelfunktion, indem sie einerseits einen dichten Anschluss der Abschnitte des Verbindungskanals und des Entlüftungskanals untereinander und andererseits die gleitende Lagerung des Ventilelements am Führungselement gewährleistet.
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Genaueres geht aus der folgenden Beschreibung eines Ausführungsbeispiels hervor.
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Zeichnung
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Nachstehend ist ein Ausführungsbeispiel der Erfindung in der Zeichnung dargestellt und in der nachfolgenden Beschreibung näher erläutert. In der Zeichnung zeigt die einzige Figur eine Querschnittsdarstellung eines zweikreisigen Fußbremsventils gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung.
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Beschreibung des Ausführungsbeispiels
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Das in 1 wiedergegebene zweikreisige Fußbremsventil 1 weist ein Druckstück 2 auf, welches sich einerseits an einem Fußbremspedal 3 und andererseits an einem in einem Gehäuse 4 geführten Kolben 5 abstützt. Der obere Teil des Fußbremsventils 1 mit dem Kolben 5 ist dabei einem ersten Bremskreis, beispielsweise einem Vorderachsbremskreis zugeordnet. Der Kolben 5 begrenzt eine Kammer 7 und wirkt gegenüber einem am oberen Ende einer Ventilhülse 9 angeordneten, ringförmigen Ventilelement 11. Das Ventilelement 11 bildet mit dem axial gerichteten, unteren Fortsatz 13 des Kolbens 5 ein Auslassventil, welches in geöffneter Position die Kammer 7 mit einem als zentrale Bohrung der Ventilhülse 9 ausgebildeten Abschnitt 15a eines Entlüftungskanals 15 verbindet. Der Entlüftungskanal 15 durchsetzt das gesamte Bremsventil 1 und mündet in einem an der Unterseite vorgesehenen Entlüftungsauslass 17. Die Ventilhülse 9 mit dem Ventilelement 11 ist außerdem mittels Federmitteln 18 gegen einen gehäusefesten Ventilsitz 19 vorgespannt, mit welchem es ein Einlassventil bildet.
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Zwischen dem gehäusefesten Ventilsitz 19, der Ventilhülse 9, der radial inneren Umfangsfläche einer zentralen Bohrung 22 des Gehäuses 4 und einer Führungshülse 20 für die Ventilhülse 9 ist eine Einlasskammer 21 gebildet, in welche ein mit einem Druckluftvorrat des ersten Kreises verbundener Anschluss 23 mündet. Die Ventilhülse 9 ist dabei an der am Gehäuse 4 festgelegten Führungshülse 20 in Betätigungsrichtung, d. h. parallel zu einer Mittelachse 24 des Bremsventils 1 beweglich oder gleitend geführt. Weiterhin ist die Führungshülse 20 in der zentralen Bohrung 22 im Gehäuse 4 festgelegt, beispielsweise dadurch, dass sie einen radial äußeren Befestigungsflansch aufweist, welcher zwischen zwei Gehäusehälften des Gehäuses 4 gelagert ist. Insbesondere stellt die Führungshülse 20 gegenüber dem Gehäuse 4 ein separates Bauteil dar. In der Führungshülse 20 ist auch ein weiterer Abschnitt 15b des Entlüftungskanals 15 als zentrale Bohrung ausgebildet.
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Die Einlasskammer 21 steht bei geschlossenem Auslassventil und bei geöffnetem Einlassventil mit der Kammer 7, der Bremsluftkammer des ersten Kreises, in Verbindung, so dass Druckluft vom Anschluss 23 in die Einlasskammer 21 und von dort über die Kammer 7 und einen weiteren Anschluss 25 in die Bremszylinder der Vorderachse des Fahrzeuges (Zugfahrzeug oder Anhänger) gelangen kann, um diese zu betätigen.
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Beim im unteren Teil des Fußbremsventil 1 abgeordneten Ventilmechanismus des zweiten Bremskreises, beispielsweise des Hinterachsbremskreises, welcher im wesentlichen symmetrisch aufgebaut ist, ist eine Einlasskammer 27 vorgesehen, welche über einen Anschluss 29 an einen Druckluftvorrat angeschlossen ist. Die Einlasskammer 27 ist durch einen gehäusefesten Ventilsitz 31, eine Ventilhülse 33, eine im Gehäuse festgelegte Führungshülse 35 für die Ventilhülse 33 sowie die radial innere Umfangsfläche der zentralen Bohrung 22 des Gehäuses 4 begrenzt. Die Ventilhülse 33 trägt kopfseitig ein Ventilelement 37, welches durch Federmittel 38 gegen einen Ventilsitz 39 vorgespannt ist, mit welchem es ein Auslassventil bildet. Der Ventilsitz 39 ist am axialen Fortsatz 41 eines Kolbens 43 ausgebildet.
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Bei geöffnetem Auslassventil wird eine Kammer 45, die Bremsluftkammer der Hinterachse, zum Zwecke der Entlüftung der Bremszylinder der Hintererachse mit dem Entlüftungskanal 15 und mit dem Entlüftungsauslass 17 verbunden. Die Kammer 45 steht hierfür mittels eines Anschlusses 47 mit den Bremszylindern des zweiten Kreises, d. h. mit den Bremszylindern der Hinterachse in Verbindung. Die Kammer 45 wird durch die in der Einlasskammer 27 anstehende Druckluft des zweiten Kreises belüftet, wenn der Ventilsitz 39 des Kolbens 43 nach unten geschoben wird und gegenüber dem Ventilelement 37 dichtet, derart, dass das Auslassventil geschlossen ist, während gleichzeitig das Ventilelement 37 vom Ventilsitz 31 gelöst wird. In dem Kolben 43 ist als zentrale Bohrung ein weiterer Abschnitt 15c des Entlüftungskanals 15 ausgebildet. Weiterhin ist auch der Kolben 43 an der Führungshülse mit rohr- oder hülsenförmigen Elementen überlappend und gleitend in Betätigungsrichtung geführt.
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Zwischen der von dem ersten Kolben 5 abgewandten Seite der Führungshülse 20, der der Führungshülse 20 zugewandten Wirkfläche des zweiten Kolbens 43 und der radial inneren Umfangsfläche der zentralen Bohrung 22 des Gehäuses 4 ist eine Steuerkammer 49 ausgebildet. Durch den in dieser Steuerkammer 49 herrschenden Druck wird der zweite Kolben 43 betätigt. Die Steuerkammer 49 ist über wenigstens einen Verbindungskanal 51 stets mit der Kammer 7 verbunden, in welchem der den ersten Kolben 5 steuernde Druck ansteht. Über den Verbindungskanal 51 wird daher der zweite Kolben 43 durch den in der Kammer 7 anstehenden Druck gesteuert. Dadurch ist der erste Bremskreis mit dem zweiten Bremskreis pneumatisch gekoppelt.
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Der Entlüftungskanal 15 ist sowohl in dem zweiten Kolben 43 als auch in der Ventilhülse 33 wie auch in der Führungshülse 35 des zweiten Bremskreises mit Abschnitten 15d und 15e jeweils als zentrale Bohrung und durch gleitend ineinander greifende Rohr- oder Hülsenstücke fortgesetzt. Insbesondere bilden die Ventilhülsen 9 und 33 der beiden Bremskreise hinsichtlich ihrer Geometrie und ihres Materials Gleichteile.
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Bevorzugt ist der Verbindungskanal 51 in Bezug zu dem Entlüftungskanal 15 sowohl in der Ventilhülse 9 als auch in der Führungshülse 20 als koaxialer Ringkanal ausgebildet, dessen Strömungsquerschnitt nur durch in Umfangsrichtung verteilt angeordnete, sich in radialer Richtung erstreckende und in der Schnittdarstellung der Figur nicht sichtbare Verbindungsstege unterbrochen ist. Der Verbindungskanal 51 besteht dann in einer Ebene senkrecht zur Mittelachse 24 gesehen aus mehreren in Umfangsrichtung verteilt angeordneten Öffnungen, welche auch Bohrungen sein können. Dadurch ist der Verbindungskanal 51 außerdem nicht in der Wandung des Gehäuses 4, sondern innerhalb einer radial inneren Umfangsfläche der zentralen Bohrung 22 des Gehäuses 4 angeordnet.
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Von dem Verbindungskanal 51 ist dann jeweils ein Abschnitt 51a in der Ventilhülse 9 und ein weiterer Abschnitt 51b in der Führungshülse 20 ausgebildet. Der ringkanalförmige Verbindungskanal 51 der Ventilhülse 9 wird daher in der Führungshülse 20, die die Ventilhülse 9 gleitend führt, koaxial und fluchtend fortgesetzt.
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Weiterhin wird auch der als zentrale Bohrung in der Ventilhülse 9 ausgebildete Abschnitt 15a des Führungskanals 15 durch einen ebenfalls als zentrale Bohrung ausführten Abschnitt 15b in der Führungshülse 20 koaxial und fluchtend fortgeführt. Dasselbe gilt auch für die Abschnitte 15d und 15e des Entlüftungskanals entlang der Kombination aus Ventilhülse 33 und Führungshülse 35 des zweiten Bremskreises.
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Bevorzugt ist dies dadurch realisiert, dass die Ventilhülsen 9, 33, der Kolben 43 und die Führungshülsen 20, 35 mit rohr- oder hülsenförmigen Abschnitten 15a, 15b, 15c, 15d, 15e des Entlüftungskanals 15 bzw. nur die Ventilhülse 9 und die Führungshülse 20 mit den Abschnitten 51a, 51b des Verbindungskanals 51 überlappend und gleitend ineinandergreifen und zwar mit den Abschnitten, so dass
- – einerseits eine axiale Führung der Ventilhülsen 9, 33 an den Führungshülsen 20, 35 entsteht, wobei sich die Ventilhülsen 9, 33 gegenüber den Führungshülsen 20, 35 in Betätigungsrichtung gleitend bewegen können, und
- – andererseits bedingt durch die Überlappung der Abschnitte 15a, 15b, 15c, 15d, 15e des Entlüftungskanals 15 bzw. der Abschnitte 51a, 51b des Verbindungskanals der Entlüftungskanal 15 bzw. der Verbindungskanal 51 durchgehend und dicht ausgebildet wird.
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Somit ist eine permanente, unabhängig von einer Betätigung des Fußbremsventils 1 und damit unabhängig von der Stellung der Ventilhülse 9 in Bezug zur Führungshülse 20 bestehende Strömungsverbindung zwischen der Kammer 7 und der Steuerkammer 49 in Form des Verbindungskanals 51 vorhanden sowie abhängig von einer Betätigung des Fußbremspedals 3 auch eine Entlüftungsverbindung zwischen der Kammer 7 und dem Entlüftungsanschluss 17 bzw. zwischen der Kammer 45 und dem Entlüftungsanschluss 17 entlang des Entlüftungskanals 15.
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Die Wirkungsweise des vorstehend beschriebenen Fußbremsventils 1 ist dann wie folgt:
Der Kolben 5 wird bei Fußbremsbetätigung des Fußbremspedals 3 zum Zuspannen der Bremsen gemäß Darstellung nach unten gerichtet verschoben, wodurch einerseits sein Fortsatz 13 mechanisch gegen das Ventilelement 11 der Ventilhülse 9 wirkt und diese nach unten gegen die Wirkung der Federmittel 18 drängt. Dadurch bleibt das Auslassventil und insbesondere der sich durchgehend vom Entlüftungsanschluss 17 bis zum Ventilelement 11 entlang der Mittelachse 24 erstreckende Entlüftungskanal 15 im Bereich des Ventilelements 11 geschlossen und das Einlassventil öffnet, d. h. die Ventilhülse 9 gerät mit dem gehäusefesten Ventilsitz 19 außer Eingriff. Dadurch steht die Einlasskammer 21 mit der Kammer 7 in Verbindung, so dass die Druckluft aus der Einlasskammer 21 über die Kammer 7 und den Anschluss 25 in die Bremszylinder der Vorderachse des Fahrzeuges (Zugfahrzeug oder Anhänger) gelangt, um diese zu betätigen.
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Diese am ersten Bremskreis ausgesteuerte Druckluft gelangt über den Verbindungskanal 51 in die Steuerkammer 49, wobei die Druckluft nunmehr auf der oberen Wirkfläche des Kolbens 43 wirksam ist und diesen nach unten gerichtet verschiebt. Dadurch drängt der zweite Kolben 43 mit seinem Fortsatz 41 gegen Ventilhülse 33, wodurch das Auslassventil geschlossen bleibt und hebt die Ventilhülse 33 vom gehäusefesten Ventilsitz 31 ab, so dass das Einlassventil geöffnet wird und die mit dem Druckluftvorrat über den Anschluss 29 in Verbindung stehende Einlasskammer 27 mit der Kammer 45 verbunden wird. Die Kammer 45 steht wiederum über den Anschluss 47 mit den Bremszylindern der Hinterachse in Verbindung, welche dadurch betätigt werden.
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Wenn dann zum Lösen der Bremsen der Fuß vom Fußbremspedal 4 genommen und der Kolben 5 gemäß Darstellung nach oben gerichtet verschoben wird, folgt die federbelastete Ventilhülse 9 bzw. deren Ventilelement 11 dieser Bewegung und gerät wieder in Eingriff mit dem gehäusefesten Ventilsitz 19, wodurch das Einlassventil geschlossen wird. Bei einer weiter nach oben gerichteten Bewegung des Kolbens 5 hebt nun der Fortsatz 13 von dem Ventilelement 11 der Ventilhülse ab, wodurch das Auslassventil öffnet und der Anschluss 25, mit dem die Bremszylinder der Vorderachse verbunden sind, in Strömungsverbindung mit dem dann nach oben zur Kammer 7 hin geöffneten zentralen Entlüftungskanal 15 gerät. Dies bewirkt, dass die Bremszylinder der Vorderachse entlüftet werden, wodurch die Vordererachsbremse löst.
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Mit der nach oben gehenden Bewegung sinkt gleichzeitig der Druck in der Steuerkammer 49 des zweiten Kolbens 43, weil diese Steuerkammer 49 über den Verbindungskanal 51 mit der Kammer 7 in Verbindung steht, in welcher der Druck abfällt. Ein sinkender Druck in der Steuerkammer 49 bewirkt, dass der mit seiner unteren Wirkfläche unter dem noch höheren Bremsdruck stehende zweite Kolben 43 nach oben gedrängt wird. Dadurch gelangt einerseits das Ventilelement 37 der Ventilhülse 33 wieder in Eingriff mit dem gehäusefesten Ventilsitz 31, so dass das Einlassventil schließt. Andererseits hebt bei der noch weiter nach oben gerichteten Bewegung des zweiten Kolbens 43 dessen Fortsatz 41 vom Ventilelement 37 ab, so dass das Auslassventil öffnet und dadurch Druckluft von dem mit den Bremszylindern der Hinterachse verbundenen Anschluss 47 über die Kammer 45 in den dann offenen zentralen Entlüftungskanal 15 gelangt, um die Bremszylinder über den Entlüftungsauslass 17 zu entlüften.
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Bezugszeichenliste
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- 1
- Fußbremsventil
- 2
- Druckstück
- 3
- Fußbremspedal
- 4
- Gehäuse
- 5
- Kolben
- 7
- Kammer
- 9
- Ventilhülse
- 11
- Ventilelement
- 13
- Fortsatz
- 15
- Entlüftungskanal
- 15a/b/c/d/e
- Abschnitte
- 17
- Entlüftungsauslass
- 18
- Federmittel
- 19
- Ventilsitz
- 20
- Führungshülse
- 21
- Einlasskammer
- 22
- Bohrung
- 23
- Anschluss
- 24
- Mittelachse
- 25
- Anschluss
- 27
- Einlasskammer
- 29
- Anschluss
- 31
- Ventilsitz
- 33
- Ventilhülse
- 35
- Führungshülse
- 37
- Ventilelement
- 38
- Federmittel
- 39
- Ventilsitz
- 41
- Fortsatz
- 43
- Kolben
- 45
- Kammer
- 47
- Anschluss
- 49
- Steuerkammer
- 51
- Verbindungskanal
- 51a/b
- Abschnitte
